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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 TDS-METP - 멀티미터에 부착. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
독자의 관심을 끌기 위해 제공된 접두사는 M-830B(DT-830B) 멀티미터의 기능을 확장하여 물에 용해된 염분의 농도를 측정할 수 있도록 합니다. 그것의 도움으로 증류수의 "품질"인 음주의 적합성을 평가하고 실제 미네랄 워터를 가짜와 구별 할 수 있습니다. 셋톱 박스는 멀티미터로 구동되며 내부에 추가 연결이 필요하지 않습니다. 아시다시피 물은 생명체가 존재하기 위해 필요합니다. 인체에서는 전체 질량의 약 65%를 차지하며 모든 세포와 조직에 포함되어 있으며 모든 생명 과정은 참여와 함께 진행된다고 해도 과언이 아닙니다. 이 물질의 중요성을 확인하는 생생한 예 : 물이 있으면 사람은 물 없이 약 한 달 동안 음식 없이 살 수 있습니다. 단 며칠. 그러나 모든 물은 외관상 투명하고 깨끗하더라도 음용에 적합한 것은 아니므로 상수도 시스템에 들어가기 전에 적절한 정화 과정을 거칩니다. 수돗물의 품질은 포함된 염분의 양에 크게 좌우됩니다. 러시아 위생 및 역학 감독을 위한 국가 위원회의 위생 기준에 따르면 물에 용해된 염의 총 농도(소위 총 광물화)는 1000mg/l를 초과해서는 안 됩니다[1]. 염분 함량이 높은 물은 미네랄 워터로 간주됩니다. 광물화 정도를 측정하기 위해 특수 장비가 사용됩니다. 전 세계적으로 악화되는 환경 상황으로 인해 많은 회사에서 물 매개변수의 명시적인 분석을 위한 장치를 생산하기 시작했습니다. 그 중 하나는 Zepter TDS 미터[2]로, 백만 개의 물 분자당 용해된 입자(총 용존 고형물 - 따라서 이름 - TDS 미터)의 양을 측정합니다. 수치적으로 그 수치는 리터당 밀리그램으로 측정된 총 광물화와 동일합니다. TDS 측정기의 가격은 $112로 매우 높습니다. 그러나 이러한 장치는 독립적으로 조립할 수 있으며 제조 비용이 적습니다. 이러한 장치를 측정하는 원리는 용해된 염분의 양에 대한 물의 전기 전도도의 의존성을 기반으로 합니다. 용액의 전도도는 공식 [3]에 의해 결정된다는 것이 물리학에서 알려져 있습니다. S=F*Zp*np*(위+음)/Na, 여기서 F=96,5*10^3 C/mol - 패러데이 수; Na=6,02*10^23 mol^-1 - 아보가드로 수; Zp는 용액에서 양전하를 띤 이온의 원자가입니다. np는 전자석의 단위 부피당 양으로 하전된 이온의 수입니다. Up, Um - 각각 양전하 및 음전하 이온의 이동도. 공식은 전도도가 용해된 화합물의 농도에 비례한다는 것을 분명히 보여줍니다. 물론 용질과 용액의 온도에 따라 다르지만[4], 평균 농도 1000 mg/l는 대략 0,2 S/m의 전기 전도도에 해당하는 것으로 여겨집니다[5]. 따라서 물의 미네랄 화 정도를 결정하려면 전기 전도도 또는 저항을 측정하는 것으로 충분합니다. 용액 전기분해가 결과에 미치는 영향을 배제하려면 교류에서 측정을 수행해야 합니다. 제안된 장치는 널리 사용되는 멀티미터 M-830V[6] 또는 그 아날로그 DT-830B에 부착 형태로 만들어지며 전도도 측정 결과를 전압으로 변환한다. 멀티 미터의 ICL3 마이크로 회로의 내부 안정기에서 7106V의 전압으로 전원이 공급됩니다. 센서 전극이 물에 잠겨 있지 않을 때의 소비 전류는 0,25mA를 초과하지 않습니다. 장치의 측정 오류는 판독값을 앞서 언급한 Zepter TDS 미터의 판독값과 비교하여 추정되었습니다. 0~1200mg/l의 농도 범위에서 ±10%를 초과하지 않습니다. 염도가 1200mg/l 이상이면 어태치먼트에 소모되는 전류의 증가와 안정제의 낮은 부하용량으로 인해 오차가 급격히 증가한다. 또한 DT-830B와 함께 셋톱 박스를 사용할 때 이러한 멀티미터에 일반적으로 설치되는 ICL7106 초소형 회로의 프레임리스 아날로그 안정기의 부하 용량이 매우 작은. 부착물의 개략도는 그림 1에 나와 있습니다. 7660. 보시다시피 1개의 미세회로와 XNUMX개의 트랜지스터로만 조립됩니다. ICLXNUMXA(DAXNUMX) 칩에는 전압 극성 변환기가 만들어집니다. 교류가 센서 전극을 통해 흐르기 위해서는 바이폴라 전압이 필요합니다.
연산 증폭기 DA2.1에서 반복률이 약 170Hz인 양극 대칭 직사각형 펄스 생성기가 조립됩니다. 이 신호는 전도도 센서, 전류 측정 저항 R1 및 온도에 대한 물 전도도의 의존성을 부분적으로 보상하는 서미스터 RK2을 포함하는 이미 터 회로에 트랜지스터 VT6, VT1를 기반으로 한 전류 증폭기에 의해 증폭됩니다. 전류 측정 저항의 AC 전압은 약 2.2의 이득을 갖는 반파 정류기 및 비반전 증폭기의 역할을 하는 DA12 연산 증폭기의 비반전 입력에 공급됩니다. 이 연산 증폭기의 제로 바이어스 전압 전압은 저항 분배기 R9R5R7에서 저항 R8를 통해 반전 입력에 적용됩니다. 멀티미터 디스플레이에 마이너스 기호가 표시되지 않도록 셋톱 박스의 출력 전압은 양수여야 합니다. 양극의 공급 전압은 멀티 미터의 ICL7106 마이크로 회로의 내부 안정기에 의해 안정화되고 음극 전압의 안정성은 낮기 때문에 DA2.2 연산 증폭기는 비 반전 증폭기에 의해 켜집니다. R12C7 회로에 의해 필터링된 전압은 DC 전압을 측정하기 위해 연결된 멀티미터의 입력에 공급됩니다. 밀리볼트 단위의 멀티미터로 측정된 전압은 리터당 밀리그램 단위의 총 광물화에 해당합니다. 센서와 서미스터를 제외한 장치의 모든 요소는 호일 유리 섬유로 만든 보드 위에 배치됩니다(그림 2). 이 보드는 고정 저항기 MLT, 트리머 SP5-2, 산화물 커패시터 K50-16(C1, C2, C4)을 사용하도록 설계되었으며 나머지 커패시터는 거의 모든 저전압 세라믹입니다. 셋톱 박스가 멀티 미터의 해당 소켓에 연결되는 X1-XXNUMX 커넥터의 핀은 인쇄 도체 측면에서 납땜됩니다.
ICL7660A 칩 대신 ICL7660 또는 국내 아날로그 KR1168EP1을 사용할 수 있습니다. KR1446UD2A 연산 증폭기를 이 그룹과 KR1446UD4A-KR1446UD4V로 교체하지만 후자의 경우 접두사가 소비하는 전류가 증가합니다. OU KR1446UDZA-KR1446UDZV를 사용할 수 있지만 "핀아웃"이 다르기 때문에 인쇄 회로 기판을 조정해야 합니다. 연산 증폭기를 장착할 때는 주의를 기울여야 합니다. 다른 CMOS 미세 회로와 마찬가지로 정전기의 영향으로 종종 고장납니다. 다이어그램에 표시된 시리즈의 트랜지스터는 해당 구조의 저전력 트랜지스터로 교체할 수 있습니다. 다이오드 - 모든 저전력 펄스(예: KD521 또는 KD522 시리즈). 접두사는 MMT-9 서미스터를 사용하지만 음의 TKS와 약 620~750옴의 저항을 가진 거의 모든 서미스터를 사용합니다. 센서의 도면이 그림에 나와 있습니다. 3. 베이스 1 - 두께 2.5 ... 3mm의 호일 코팅 유리 섬유 플레이트와 센서 자체 - 부식 방지 코팅이 된 두 개의 금속 핀 4로 구성됩니다 (은도금 또는 금도금을 사용하는 것이 편리합니다.) 분리 가능한 커넥터에서 적절한 직경의 도금 핀). 베이스의 구멍은 드릴링 머신으로 뚫어야 하며 핀이 구멍에 단단히 삽입되도록 해야 합니다(이렇게 하면 평행성이 보장됩니다). 호일에 납땜하여 핀을 고정합니다. 그런 다음 짧은면과 평행 한베이스 중앙에서 직경이 5 ... 0,6 mm이고 길이가 서미스터 0,8의 직경보다 약간 작은 주석 도금 와이어 3 조각이 더 큰 호일에 납땜됩니다. 그 후, 유연한 연선 절연 전선(2)이 두 번째 단자와 두 호일 패드에 납땜됩니다.
다른 유형의 서미스터를 사용하는 경우, 서미스터가 포일에 단단히 납땜되어 있는 한 베이스 포일의 치수와 패드 수를 변경해야 할 수 있습니다. 측정의 정확도는 센서의 제조 품질에 달려 있으므로 핀의 직경, 베이스에서 돌출된 부분의 길이 및 핀 사이의 거리는 다음에 표시된 값 내에서 유지되어야 함을 기억해야 합니다. 무화과. 3 제한. 장치를 조정할 필요가 없습니다. 할 일은 멀티미터에 연결하고 2000mV의 전압 측정 한계에서 켜고 트리밍 저항 R7을 사용하여 판독값을 1,5으로 설정하는 것뿐입니다. 확인하기 위해 1000kΩ 저항이 센서 접점에 연결되어 있습니다. 멀티미터에 약 XNUMXmV의 전압이 표시되어야 합니다. 장치로 작업할 때 서미스터에는 열 관성이 있으므로 센서를 물에 담근 후 1 ... 1,5분 후에 판독값을 취할 수 있다는 점을 기억해야 합니다(변화가 멈출 때). 문학
저자: B. Chudnov, Ramenskoye, 모스크바 지역; 간행물: cxem.net
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